基于容腔调节的钢轨打磨压力控制系统

聂 蒙， 李建勇， 沈海阔

(北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京100044)

早期的打磨列车在打磨压力输出方面大多采用液压传动的方式［1］. 气动技术本身具有低成本、无污染以及高安全性等优势，在钢轨打磨方面有着逐渐取代液压传动系统的趋势［2］. 在打磨作业过程中，由于车体晃动以及钢轨自身不平顺等原因，给压力控制系统带来强制扰动，导致打磨压力波动，最终影响打磨质量甚至造成钢轨损伤［3］. 而气动系统固有的强非线性导致了控制打磨压力波动的难度增大.研究钢轨打磨过程中如何降低气动系统压力波动，对于设计钢轨打磨列车以及提高钢轨打磨质量有着重要的意义［4］.

学者们从改变气动系统结构、提升气动元件精度以及研究控制算法等方面开展研究，以获得更高的压力控制精度.文献［5］在气动位置伺服控制系统中引入压力反馈，构建压力观测器以加快系统响应速度.文献［6］为气缸设计了滑模压力控制器，通过设定较高的反馈系数来提高系统鲁棒性. 文献［7］利用PWM(pulse width modulation)脉冲控制启动开关电磁阀来构建压力控制系统.文献［8］在电气比例压力阀控制系统中采用三阶CARMA 模型描述实际系统，获得较好的压力响应特性. 文献［9］用最小二乘法对压力系统参数进行辨识，降低了系统超调量.

上述文献都是在假定额定力负载的情况下进行压力控制研究，对于强制扰动作用下的系统稳定控制研究较少.本文针对钢轨打磨作业……